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抗菌成骨双效能载银介孔硅纳米增强丝素复合支架助力感染性骨缺损修复
Authors Li D, Xie J, Qiu Y, Zhang S, Chen J
Received 29 August 2022
Accepted for publication 4 November 2022
Published 25 November 2022 Volume 2022:17 Pages 5661—5678
DOI https://doi.org/10.2147/IJN.S387347
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Editor who approved publication: Dr Yan Shen
简介:目前临床应用的植入材料无法满足感染性骨缺损修复所需的抗菌及成骨能力等多功能需求。通过将多功能纳米颗粒与有机支架相结合构建类似天然骨结构的多功能仿生复合材料可有效解决这种难点。
方法:本研究成功合成了一种季铵盐修饰的纳米银核中空介孔硅颗粒(Ag@QHMS),并将其与丝素蛋白(SF)有机结合,通过冷冻干燥工艺构建出一种多功能纳米增强复合支架材料(SF-Ag@QHMS)。 并进一步探究该复合支架在体内外的抗菌及成骨性能。
结果:Ag@QHMS 复合支架继承了传统丝素支架的三维结构及多孔隙特征外(孔隙率:91.90 ± 0.62% vs 91.62 ± 1.65%),还具有更佳的机械性能(压缩强度:2.11 ± 0.06 kPa vs 2.02 ± 0.01 kPa)和亲水性。同时,其还继承纳米颗粒的多功能性,表现出传统支架不具备的长达 2 周的抗牙龈卟啉单胞菌能力。此外,复合支架中缓释的低浓度纳米银促进了成骨相关基因的表达水平,大鼠颌骨缺损修复的 Micro-CT 及病理结果也表明纳米增强复合支架有助于新骨在缺损的中心也同期生成,而不仅局限于边缘成骨后逐渐向中心靠拢,表现出更佳的成骨效能。
结论:SF-Ag@QHMS 纳米增强复合支架兼具抗菌、成骨双效能,并且有效解决了纳米颗粒应用局限,为多功能纳米颗粒的应用实践提供可能。
关键词:丝素蛋白,季铵盐,多功能,纳米增强,复合支架